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第一部分两种方法提取人脐带间充质干细胞在不同培养维度的生物学特性比较目的:比较二维（two-dimensional,2D）、三维（three-dimensional,3D）培养条件下酶消化法与组织块贴壁法获取的人脐带间充质干细胞（human-umbilical cord mesenchymal stem cells,hUC-MSCs）生物学特性。方法:采用Ⅰ型胶原酶消化法与组织块贴壁提取分离hUC-MSCs,观察记录并扩增培养至P3代后分组2D、3D培养;扫描电镜观察细胞球表征;死活染色检测细胞球存活状况;Alamar Blue检测细胞增殖能力并绘制增殖曲线;流式细胞术检测免疫表型CD34、CD44、CD45、CD90、CD105的表达;IF、Western blot检测多能性转录因子Sox2、Nanog、Oct4的表达。结果:倒置显微镜下观察酶消化法提取在第3天可见细胞贴壁开始生长,组织块贴壁法第7天后可见细胞从组织块边缘爬出。扫描电镜观察到两种方法提取的细胞球中细胞的紧密连接,死活染色见细胞球培养3天后生存状态良好,球体中心少量细胞死亡。增殖曲线显示在2D培养下消化法提取细胞对数生长期在4-6天,贴壁法细胞对数生长期在2-3天;在3D培养下两组增殖均较为缓慢。流式结果显示2D培养下酶消化提取细胞强表达CD44（99.83±0.06%）、CD90（99.50±0.46%）、CD105（89.03±0.12%）,不表达CD34、CD45;组织块贴壁法提取细胞同样强表达CD44（99.87±0.06%）、CD90（98.70±0.17%）、CD105（71.04±0.64%）,不表达CD34、CD45。2D培养下CD105的表达酶消化法高于组织块贴壁法（P＜0.001）,CD44、CD90表达无差异。3D培养下酶消化提取细胞强表达CD44（98.73±0.38%）、CD90（94.50±0.36%）,低表达CD105（16.37±0.63%）,不表达CD34、CD45;贴壁法提取细胞同样强表达CD44（97.73±0.76%）、CD90（84.23±0.56%）,低表达CD105（6.66±1.63%）,不表达CD34、CD45。3D培养下CD90、CD105的表达酶消化法均高于组织块贴壁法（P＜0.01）,CD44的表达无差异。IF与Western blot结果显示在2D培养下多能性转录因子Sox2、Nanog、Oct4的表达酶消化法提取细胞均高于贴壁法（P＜0.01）;在3D培养下Sox2的表达,贴壁法提取细胞高于酶消化法（P＜0.01）,Nanog、Oct4的表达两种方法间无差异。结论:酶消化法比组织块贴壁法获取原代hUC-MSCs所需时间更短,但在扩增培养阶段贴壁法获取细胞所需的倍增时间更短。无论在2D还是3D培养条件下,酶消化法提取细胞表达更高的免疫表型。2D培养下酶消化法比组织块贴壁法表达更高的多能性转录因子Sox2,Nanog,Oct4水平,但3D培养下这种趋势得以逆转。第二部分培养维度转换对人间充质干细胞生物学特性及诱导分化的影响目的:比较人源间充质干细胞在2D、3D培养以及维度转换操作后2D转2D（2-2D）、2D转3D（2-3D）、3D转2D（3-2D）、3D转3D（3-3D）的生物学特性及成骨、成脂诱导分化功能指标。方法:采用Ⅰ型胶原酶消化法提取hUC-MSCs,扩增至P3代后以2D、3D培养,培养5天再经过维度转换为2-2D、2-3D、3-2D、3-3D。IF、Western Blot、RTqPCR检测多能性转录因子Sox2、Nanog、Oct4表达,流式细胞仪检测维度转换后免疫表型CD34、CD44、CD90、CD105、HLA-DR表达。在2D、3D培养方式下诱导hUC-MSCs成骨分化14天,经诱导成骨后的细胞维度转换为2-2D、2-3D、3-2D、3-3D继续培养3天。茜素红s染色观察钙化基质沉积,RT-qPCR检测成骨相关标志基因Runx2、BMP2、OC。采用Ⅰ型胶原酶消化法提取人脂肪间充质干细胞（human adipose derived mesenchymal stem cells,hAD-MSCs）,扩增至P3代后以2D、3D培养成脂诱导分化14天,经诱导成脂后的细胞维度转换为2-2D、2-3D、3-2D、3-3D继续培养3天。油红O染色观察脂滴积累,RT-qPCR检测成脂相关标志基因PPARγ、FABP4、LPL。结果:3D培养下hUC-MSCs多能性转录因子Sox2,Nanog,Oct4的表达均高于2D培养（P＜0.05）。维度转换后三个多能性转录因子水平2-3D组均高于2-2D组（P＜0.001）;2-3D组均高于3-3D组（P＜0.001）;3-2D组均高于2-2D组（P＜0.05）;3-2D组与3-3D组间相比,3-3D组的Oct4表达更高（P＜0.001）,Sox2、Nanog表达无差异。维度转换后流式结果显示四组均不表达CD34、HLADR,高表达CD44、CD90且四组间无差异;至于CD105的表达,2-2D组高于2-3D（P＜0.001）,2-2D组高于3-2D组（P＜0.001）,3-2D组高于3-3D组（P＜0.001）,2-3D组与3-3D组间无差异。hUC-MSCs在2D、3D成骨诱导14天后茜素红s染色可见红色钙化基质,RT-qPCR检测Runx2、BMP2、OC的表达发现2D诱导组均高于2D对照组（P＜0.01）,3D诱导组均高于3D对照组（P＜0.01）,且3D诱导组均高于2D诱导组（P＜0.001）。成骨维度转换后茜素红s染色均可见红色钙化基质,RT-qPCR检测Runx2、BMP2、OC显示2-3D组均高于2-2D组（P＜0.05）;2-3D组均低于3-3D组（P＜0.001）;3-2D组均低于3-3D组（P＜0.001）;3-2D组与2-2D组间相比,BMP2的表达3-2D组较高（P＜0.01）,Runx2、OC的表达无差异。hAD-MSCs在2D、3D成脂诱导14天后油红O染色可见红色脂滴,RT-qPCR检测PPARγ、FABP4、LPL的表达发现2D诱导组均高于2D对照组（P＜0.001）,3D诱导组均高于3D对照组（P＜0.001）,且2D诱导组均高于3D诱导组（P＜0.001）。成脂后维度转换油红O染色均可见红色脂滴,RT-qPCR结果显示PPARγ、FABP4的转录水平2-3D组均高于2-2D组（P＜0.001）,2-3D组均高于3-3D组（P＜0.001）,3-2D组均低于3-3D组（P＜0.01）,3-2D组均低于2-2D组（P＜0.01）;LPL的转录水平3-2D组与2-2D组间无差异,其余组间比较结果与PPARγ,FABP4的结果相同。结论:相较于维持固定的培养方式,培养维度的转变会促进多能性转录因子的表达,且2-3D的维度转换优于3-2D。在3D培养维度下间充质干细胞CD105的表达显著下降,2-3D的维度转换降低CD105的表达,而3-2D的维度转换使CD105的表达得到回复。成骨诱导功能基因的表达3D诱导优于2D诱导,而成脂诱导功能基因表达2D诱导优于3D诱导。诱导完成后2-3D的维度转换进一步促进成骨、成脂功能基因的表达,而3-2D的维度转换会降低成骨、成脂功能基因的表达。